高春華

(中石化東北油氣分公司工程技術(shù)研究院，長(zhǎng)春 130062)

0 引言

水平井分段壓裂改造技術(shù)是目前國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)，代表著采油、采氣工藝技術(shù)的發(fā)展方向，能夠提高低孔、特低滲儲(chǔ)層單井的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)能和采收率。龍鳳山氣田水平井采用機(jī)械橋塞+封隔器分段壓裂技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省施工時(shí)間、可進(jìn)行大排量施工、分壓段數(shù)不受限制、壓裂后可快速鉆塞[1]。其缺點(diǎn)是橋塞的內(nèi)通徑小，壓后需鉆塞，延長(zhǎng)投產(chǎn)周期10天左右，鉆塞投入約100萬元。而龍鳳山氣田儲(chǔ)層的主力層位營(yíng)Ⅳ砂組孔隙度3.2%～9.9%，平均6.5%，滲透率(0.063～7.420)×10-3μm2，平均1.230×10-3μm2；Ⅳ主力砂組屬于特低孔、特低滲儲(chǔ)層，鉆塞時(shí)必須壓井，易對(duì)儲(chǔ)層造成二次傷害。

大通徑橋塞的特色是擁有足夠大的內(nèi)通徑和In-Tallic型可溶蝕壓裂球[2]，允許壓裂后橋塞留在井筒內(nèi)，不干擾返排或生產(chǎn)階段油氣的正常產(chǎn)出。大通徑橋塞在指定位置座封后，投入配套的可溶球，隔離目標(biāo)層位，允許作業(yè)方進(jìn)行獨(dú)立壓裂。使用大通徑橋塞不需要使用連續(xù)油管磨塞，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)提高了施工時(shí)效，避免了對(duì)儲(chǔ)層的二次污染，有利于儲(chǔ)層釋放產(chǎn)能。通過大通徑可溶球泵送橋塞技術(shù)攻關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在清水中浸泡 24 h后，質(zhì)量基本不變，不會(huì)發(fā)生溶蝕；在原膠液和返排液中均可溶蝕，并隨溫度升高溶蝕速度加快。

1 可溶球室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與評(píng)價(jià)[3]

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法

使用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要有高精度加溫水浴箱、高精度實(shí)驗(yàn)天平、游標(biāo)卡尺和烘箱等。

實(shí)驗(yàn)前先使用游標(biāo)卡尺測(cè)量樣品的長(zhǎng)度和直徑，并用萬分之一精度天平對(duì)樣品進(jìn)行稱重，并進(jìn)行詳細(xì)記錄。然后將實(shí)驗(yàn)介質(zhì)按照實(shí)驗(yàn)條件在水浴鍋內(nèi)進(jìn)行浸泡溶蝕，每?jī)尚r(shí)測(cè)量一次直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

1.2 在清水介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)介質(zhì)為25 ℃清水，可溶球質(zhì)量5.9187 g。

采用清水介質(zhì)對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.9187 g，溶蝕24 h后稱重5.8627 g，實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在清水中基本不溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 25℃清水介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

1.3 在原膠液介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)

1.3.1 25℃原膠液不添加KCl

采用25 ℃原膠液不添加KCl介質(zhì)對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.8673 g，溶蝕24 h后稱重0.0336 g。實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在25 ℃原膠液不添加KCl介質(zhì)基本上全部溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 25℃原膠液不添加KCl介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

1.3.2 25 ℃原膠液添加KCl

采用25 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.9252 g，溶蝕24 h后稱重0.4289 g。實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在25 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)基本上能溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 25 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

1.3.3 95 ℃原膠液添加KCl

采用95 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.9098 g，溶蝕20 h后稱重0 g。實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在95 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)能全部溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 95 ℃原膠液添加KCl介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

1.3.4 95 ℃原膠液不添加KCl

采用95 ℃原膠液不添加KCl介質(zhì)對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.9286 g，溶蝕12 h后稱重0 g。實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在95 ℃原膠液不添加KCl介質(zhì)能全部溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 95 ℃原膠液不添加KCl介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

1.4 在返排液介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)采用95 ℃返排液對(duì)可溶球進(jìn)行溶蝕實(shí)驗(yàn)，開始前稱重5.9423 g，溶蝕20 h后稱重0.4297 g。實(shí)驗(yàn)表明，可溶球在95 ℃返排液介質(zhì)中隨著溶蝕時(shí)間的延長(zhǎng)能基本溶蝕。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 95 ℃返排液介質(zhì)中的溶蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

北201- 6HF井為龍鳳山氣田營(yíng)城組Ⅳ砂組的一口水平評(píng)價(jià)井，位于吉林省長(zhǎng)嶺縣前七號(hào)鎮(zhèn)三門劉家村西北500 m，構(gòu)造位置位于長(zhǎng)嶺斷陷北正鎮(zhèn)斷階帶龍鳳山圈閉。完鉆井深4080 m，完鉆層位營(yíng)城組。井底位移1013.48 m，鉆遇水平段677 m，分7段(壓裂點(diǎn)：3339 m、3544 m、3626 m、3701 m、3883 m、3969 m、4029 m)采用大通徑和可溶球進(jìn)行壓裂改造，提高儲(chǔ)層滲流能力，評(píng)價(jià)水平井產(chǎn)能。大通徑可溶球參數(shù)見表7。

表7 北201-6HF井分段改造大通徑和可溶球工具技術(shù)參數(shù)

北201-6HF壓裂投產(chǎn)后油壓18.2 MPa，套壓20.5 MPa。平均日產(chǎn)氣8.9×104m3，平均日產(chǎn)油2.5 t。同時(shí)北201-5HF采用可溶球分段壓裂工藝，壓裂投產(chǎn)后油壓9.9 MPa，套壓11.6 MPa，平均日產(chǎn)氣2.9×104m3，平均日產(chǎn)油6.8 t。而鄰井北201-14井采用常規(guī)機(jī)械分段壓裂工藝，壓后油壓5～7 MPa，平均日產(chǎn)氣1.1×104m3，平均日產(chǎn)油2.2 t。

大通徑可溶球壓裂改造與常規(guī)機(jī)械分段壓裂和水平井可鉆橋塞分段壓裂相比，避免鉆塞對(duì)儲(chǔ)層的二次傷害，壓裂效果得到明顯改善。目前在長(zhǎng)嶺斷陷15口水平井中成功應(yīng)用，采用大通徑可溶球分段壓裂投產(chǎn)的井油壓、天然氣產(chǎn)量和產(chǎn)油量基本上是其他壓裂投產(chǎn)的2～3倍以上。

3 結(jié)論

(1)可溶球在清水中不會(huì)發(fā)生溶蝕，在原膠液和

返排液中均可溶蝕，隨溫度升高溶蝕速度加快。

(2)可溶球在原膠液中添加KCl和不添加KCl都能溶蝕，KCl對(duì)可溶球的溶蝕速度影響不大，而膠液體系是影響可溶球溶蝕速度的主要因素。

(3)可溶球在高溫返排液介質(zhì)中比原膠液中溶蝕速度慢，但隨著溶蝕時(shí)間的延長(zhǎng)能全部溶蝕。